热电制冷技术的研究进展与评述

热电制冷技术是一种环保型制冷技术,应用越来越广泛,可以满足一些特殊制冷场合的制冷要求,在先进电子封装的高精度温度控制、高品质电子元器件性能检测和电子芯片冷却的应用中体现了其他制冷方法所不具备的优越性.通过查阅大量文献,在充分了解热电制冷技术理论的基础上,从热电材料、温差电对结构和强化散热方式三方面对热电制冷技术近年的一些研究热点和进展进行了总结和评述,并对以后的发展方向提出了展望.     

蒸气压缩制冷在高热流电子器件冷却中的应用

由于电子芯片技术的高速发展,集成度不断提高,芯片功耗大和散热困难的问题也凸现出来,传统的散热方法在一些超高热流密度场合已经不能：占效为芯片提供冷却。蒸气压缩制冷可望成为现代高热流电子器件及系统冷却的重要技术,国外主要电子系统公司均已采用蒸气压缩制冷来实现电子系统冷却。要使蒸气压缩制冷在电子系统中得到广泛应用,必须进一步研发高效紧凑的微型制冷压缩机、研制能与电子芯片紧密结合的微型蒸发器以及高效的冷凝器．     

中国电子承担开发RFID世博门票

作为上海世博会门票芯片的唯一提供商,中国电子信息产业集团有限公司（简称中国电子）所属华虹设计公司承担了开发世博门票RFID（射频识别技术）芯片和门票Inlay（元器件层）任务。门票芯片是世博会成功召开的首要关键环节,也是发挥信息技术的方便快捷作用、体现科技世博的亮点之一。     

机电一体化——创新型产品开发之路

诸如汽车、机床、用于安装和焊接芯片的机械手,在大约30年前是领先的机械产品.电子元器件在一辆汽车或者一台机床上只占了大约10%.在机械设计结束后才添加电子元件.这点随着电子及微电子技术的发展发生了变化.在1971年,一块芯片的元件数量不断增长,这一发展导致第一块可以存储的四位微处理器的问世,它具有一种控制程序的性能,可以灵活地满足多种用途.从此开始呈现出一种发展,其特征为每块芯片元器件数量不断地增长以及MIPS计算机性能的迅速提高(每秒百万次指令).这种发展可以用摩尔定律描述,在不远的将来仍将持续.它意味着,在无需大幅提高…     

铜丝球焊技术研究进展

在微电子器件封装第一级互连技术中,丝球焊技术占据着重要地位.随着封装技术的不断发展以及铜芯片技术的逐步应用,铜丝球焊技术开始部分替代金丝球焊应用在一些分立器件、大功率器件等电子元器件的封装中,并在精密封装领域得到推广和应用.本文主要对近年来铜丝球焊技术的相关研究进行了综述,介绍了铜丝球焊技术的发展现状.     

微流控二维芯片电泳技术在蛋白质分离分析中的应用

微流控二维芯片电泳技术因其具有分离速度快、易于微型化和自动化、接口处死体积小、可极大地改善峰容量和分辨率等优点,而在复杂的蛋白质组学研究中展现出了巨大的潜力.文中针对蛋白质微流控二维芯片电泳分离原理、芯片的设计和制作、检测技术、分离分析条件的优化等进行了综述,按二维接口模式分类讨论了徼流控二维芯片电泳技术在蛋白质分离分...     

废旧印刷电路板中电子元器件回收处理技术进展

电子元器件广泛应用于电子电器设备中,但由于产品更新换代和电子电器产业市场的膨胀,大量的电子元器件被丢弃。对电子元器件的资源性和危害性进行分析,综合评述了电子元器件回收利用的最新研究进展和成果,主要包括电子元器件的拆卸技术(解锡方法和分离方法)和回收技术。在此基础上,提出了废旧印刷电路板中电子元器件的无害化和资源化回收研究新动向及发展建议。     

电子元器件标准的军民通用研究

针对电子元器件标准的军、民通用提出了"单元组合"和"等级划分"两种实现标准军民通用的理论方法.就电子元器件标准军民通用的几个关键问题进行了研究,认为电子元器件标准的军民通用有扩大趋势,但电子元器件标准的军民通用是有限通用,不同类型的标准可以实现军民通用化的程度明显不同,因此应采取不同策略.推动电子元器件标准军民通用必须是军方主导,且应循序渐进.含铅与否及含铅量的规定是电子元器件标准军民通用过程中需要考虑的一个重要技术问题.     

PDMS-玻璃微流控芯片上附着态HepG2细胞低温保存条件研究

微流控芯片上细胞样本的低温保存能够显著缩短芯片上细胞实验周期、降低实验成本,有助于芯片上细胞实验的广泛应用。本文对PDMS-玻璃微流控芯片上附着态HepG2细胞的低温保存条件进行了研究,包括降温速率、低温保护剂、低温存储时间及存储温度,确定了芯片上附着态HepG2细胞的低温保存方案。结果表明：采用不同的冷却环境、冷却介质,芯片微通道内能够实现0.36~35.12 ℃/min的降温速率;芯片上附着态HepG2细胞低温保存存在最优降温速率0.5~1.5 ℃/min;﹣20 ℃或液氮表面上方40 cm处冷却环境与﹣80 ℃冷却环境组合冻存能够显著提高芯片上冻存7 d的HepG2细胞存活率;体积浓度为20%的DMSO与0.1 mol/L海藻糖联合能够显著提高芯片上冻存HepG2细胞活性。经过上述冻存条件优化后,芯片上附着态HepG2细胞冻存7 d活性超过90%。     

塑料电子元器件前景看好

塑料是人类在20世纪的重大发明之一,曾经在电子产品的外壳制造中立下汗马功劳。塑料也曾经小心翼翼地试图进入电子产品的内部,并且也确实成为制造某些电子元器件产品的重要原料之一。然而,塑料试图进入电子产品的核心部件——半导体芯片的努力,多年以来一直未能成功,只是在2000年荣获诺贝尔奖的两位美国和一位日本科学家发明了导电塑料之后,塑料才得以堂堂皇皇地登堂入室,成为新一代电子芯片的主角。     

新型热管电子器件散热器的实验研究和数值模拟

随着电力电子技术的不断发展,高热流密度器件热控制问题以及出现的热流分布不均匀的现象,是电子电器设备亟待解决的关键技术。热管作为高效传热元件,已经广泛应用于电子器件的散热技术研究中。本文对新型平板式热管散热器进行了数值模拟和实验研究。根据电子器件的运行工况,建立了散热器性能测试系统,并对平板热管型电子器件散热器进行了在不同工况下的性能实验。结果表明采用平板热管散热器可以有效提高CPU芯片的散热性能,芯片发热量在160W后为其最佳工作状态。同时用数值模拟方法对平板热管散热器底面的导热效果进行了优化设计,通过改变导热系数以及扩大模拟芯片尺寸来达到改善CPU冷却散热器的散热效果的目的,并得到了一些有价值的结论,这对改进管散热器的散热效果有一定的指导意义。     

数据中心刀片式服务器不同冷却方式的模拟对比

本文以刀片式服务器的冷却为研究对象,应用6SigmaDC软件的电子热分析模块,构建了刀片式服务器模型,对不同参数下的翅片式散热器在刀片式服务器中的散热情况进行了数学模拟。得到翅片式散热器翅片高度、齿数、翅片厚度等多个参数对散热器散热性能的影响规律,通过对比分析得到翅片散热器的最优结构参数,及芯片风冷散热所能达到的最低温度。为优化芯片的散热,在相同服务器上构建冷水板水冷散热模型,与风冷散热时芯片的温度进行对比,得出芯片水冷散热性能是风冷散热的1. 3倍。基于刀片式服务器内部温度分布分析,提出刀片式服务器采用风冷与水冷相结合的混合冷却为最佳散热方式,为数据中心服务器的散热设计提供了理论参考。     

带有强化换热结构的芯片散热器实验研究与数值模拟

超级或大型计算机服务器CPU的冷却散热问题,已经成为计算机高性能发展的瓶颈,受到业内越来越广泛的关注。本文提出了一种用于冷却计算机服务器芯片的散热器,其结构是将镶嵌在散热器底板的热管与翅片组装为一体。利用自建实验台对该散热器以及平板式热管散热器的性能进行了对比实验分析,同时对其热管本体、翅片以及均温板的温度分布进行了数值模拟。这种热管冷凝段得到强化换热的散热器其底板面积相对平板式热管散热器减小了50%,因此具有更好的均温性;在相同的工况下热流密度由24.3 W/cm2增至68.6 W/cm2时,该散热器翅片顶部的平均温度增幅仅为17%。     

A powerful way of cooling computer chip using liquid metal with low melting point as the cooling fluid

With the improvement of computational speed, thermal management becomes a serious concern in computer system. CPU chips are squeezing into tighter and tighter spaces with no more room for heat to escape. Total power-dissipation levels now reside about 110 W, and peak power densities are reaching 400–500 W/mm² and are still steadily climbing. As a result, higher performance and greater reliability are extremely tough to attain. But since the standard conduction and forced-air convection techniques no longer be able to provide adequate cooling for sophisticated electronic systems, new solutions are being looked into liquid cooling, thermoelectric cooling, heat pipes, and vapor chambers. In this paper, we investigated a novel method to significantly lower the chip temperature using liquid metal with low melting point as the cooling fluid. The liquid gallium was particularly adopted to test the feasibility of this cooling approach, due to its low melting point at 29.7 °C, high thermal conductivity and heat capacity. A series of experiments with different flow rates and heat dissipation rates were performed. The cooling capacity and reliability of the liquid metal were compared with that of the water-cooling and very attractive results were obtained. Finally, a general criterion was introduced to evaluate the cooling performance difference between the liquid metal cooling and the water-cooling. The results indicate that the temperature of the computer chip can be significantly reduced with the increasing flow rate of liquid gallium, which suggests that an even higher power dissipation density can be achieved with a large flow of liquid gallium and large area of heat dissipation. The concept discussed in this paper is expected to provide a powerful cooling strategy for the notebook PC, desktop PC and large computer. It can also be extended to more wide area involved with thermal management on high heat generation rate.     

小型液体冷却装置的研究与应用

本文介绍小型液体冷却装置在有限的体积范围内,解决电子设备的散热问题,该型装置经过设计以及高低温试验验证,证实在宽温范围内(-40~50℃)的适用性,同时具有很好的报警功能和可靠性,设计的小型液体冷却装置为电子设备紧凑高效发展提供良好的基础。     

DAM两相闭式热虹吸回路冷却系统实验研究

两相热虹吸回路由于较高的散热性能在高功率电子设备冷却领域有较好的应用前景。为了解决四通道数字阵列模块的冷却问题,本文设计了一套两相闭式热虹吸回路冷却系统样机并对系统启动特性、充液量和工作倾角对系统散热性能的影响进行了实验研究。研究结果表明,样机系统结构及散热性能满足指标要求,启动性能和工作性能良好。此外,该系统对热耗1600 W、局部热流密度接近100 W/cm~2的组件的冷却效果良好。     

新一代舰船用钢制备技术的现状与发展展望

综述了美国舰船用钢的发展历程,总结了其成分体系、工艺技术及典型应用,分析了新一代舰船用钢的发展趋势。介绍了我国舰船用钢的主要发展历程,指出了我国舰船用钢与国际先进水平的主要差距。对于新一代极低碳复合析出强化型高强韧钢进行了探索性研究。结果发现,采用极低碳成分并结合控制轧制工艺技术,可以获得强度和韧性的良好匹配。对实验钢的显微组织和析出相进行了检测分析,对强韧化机制进行了初步的阐述。最后,概述了我国高强韧钢生产的关键技术及装备基础。我国自主开发的新一代TMCP工艺技术和装备已达到国际先进水平,表明我国新一代舰船用钢由“跟踪”向“自主研发”转变已经具备了坚实的装备和工艺基础。     

制冷系统冷风机的整机现场动平衡技术和仪器研究

提出了制冷系统冷风机简易整机现场动平衡方法，并根据这一方法开发出用8031单片机控制的屏显式现场动平衡仪,介绍了该仪器的软、硬件的设计。本方法和仪器经在风机上测试平衡取得令人满意的结果。     

数据中心两相冷却技术现状与展望

随着数据中心行业的不断发展,IT设备能耗、热通量均逐渐提高,配套的制冷设备能耗占比增大,因此高效节能冷却技术逐渐受到关注。本文对现有的两相冷却技术进行了归纳、分类,并在此基础上提出了一种分布式两相冷却方法。同时介绍了两相冷却技术所涉及的冷却液物性、强化换热方法和系统热力学评估3个层面的研究进展。目前,数据中心冷却液的物性研究主要针对液相,缺少气相物性;沸腾换热和冷凝换热主要是通过对气泡和液滴的形成与脱离过程进行强化,缺少针对冷却液强化换热方法的研究;两相冷却系统具有优越的热力学性能,但存在相变引起的压力变化问题。